合闸弹簧对高压断路器合闸性能影响的研究

翟鹏飞 杨秋玉 栾骏飞

（1. 河南基泰电气有限公司 2. 武汉大学电气工程学院 3. 江苏南瑞泰事达电气有限公司）

0 引言

断路器是电力系统中最重要的电气设备之一，在电网中起保护与控制作用，其运行状态直接影响整个电力系统的稳定性和供电的可靠性[1-3]。当高压断路器发生故障时，将对其保护的线路、设备造成直接危害，严重时，将造成大面积停电[4]。据统计，由于高压断路器故障所导致的非计划停电事故，占事故次数及停电时间总量的60%以上[5]。特别是高压断路器重要的储能元件——弹簧类故障，近年来，关于高压断路器由于弹簧故障而不能正常工作的报道已屡见不鲜：合闸弹簧断裂造成断路器不能动作故障[6-7]、合闸弹簧疲劳造成断路器合闸速度较慢故障[8]、合闸弹簧释放能量不足发生拒分、拒合故障等。

高压断路器一般较少动作，大量故障样本的获取比较困难，通过试验能够模拟故障的类型也很受限，且模拟的大都是极端类故障。例如模拟分闸弹簧失效故障，很多研究者直接将分闸弹簧去掉，而实际上，分闸弹簧失效是一个缓慢的过程，这样极端的模拟试验与断路器实际故障情况相差甚远。

本文采用基于 ADAMS的虚拟样机技术对高压断路器进行仿真分析，模拟实际高压断路器随运行时间的增长及动作次数的增多导致的合闸弹簧力逐渐减小过程，仿真分析了合闸弹簧力衰减对高压断路器运动特性的影响。

1 高压断路器动力学模型的建立

1.1 高压断路器技术参数及动力学模型建立

高压断路器主要技术参数见表1。……